一种高温无铅ＰＴＣ材料以及生产工艺，它属于热敏陶瓷加工材料技术领域，包括主原料、半导化剂、掺杂剂和烧结助剂，其特征在于主原料为碳酸钡、碳酸锶、碳酸钙、碳酸钠、氧化铋和二氧化钛；半导化剂为氧化铌、氧化钇、氧化镧、氧化锑和氧化钽中的至少两种，半导化剂的添加量占材料总量的摩尔百分比为０．０５～５．０％ｍｏｌ；主原料各种成分和半导化剂的摩尔配比为：（Ｂａ↓［Ｘ］Ｓｒ↓［Ｙ］Ｃａ↓［Ｚ］）↓［１－ｍ］（Ｂｉ↓［１／２］Ｎａ↓［１／２］）↓［ｍ］Ｔｉ↓［ｎ］Ｏ↓［３］＋ａＥ↓［１］；上述各种主要原材料和微量原料经过两次配料，第一次配料后进行混合料湿磨；出罐压滤后放入１２０℃干燥箱中烘干，装入坩埚后在１１００℃下保温２小时预合成，再进行二次配料后加水湿磨２４ｈ后烘干，混合造粒，干压成坯片，将坯片放入１３００℃氮气炉中高温烧结１时成瓷。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高温无铅PTC材料以及生产工艺，它属于热敏陶瓷加 工材料
背景纟支术目前居里温度高于12 (TC的PTC材料的制备工艺技术都是通过掺杂铅 元素来改善其微观结构，提高其宏观特性的，而铅元素它的有毒性又是众 所周知，含铅的PTCR从制备、使用到回收循环使用都存在铅危害。无铅 BaTi03基PTC陶资提高居里点的研究，近年来是一个热门领域。目前国内 外对无铅铁电体和压电体的研究取得了一定的成就，而BaTi03系列的无铅 高温PTC材料研究很少。高温无铅PTC的关键是寻找不含铅的高居里温度固 溶物用以调整复合PTC材料的居里温度，以解决目前高居里温度的PTC材料 因含铅对环境的污染和对人类造成的危害。现有的高温无铅PTC材料一般采用固相合成法将Bi203、 Na2C03、 Ti02 三种原料预先混合研磨合成(Bi1/2Na1/2) Ti03 (简称BNT )粉体，BaC03、 Ti02 混合研磨合成BaTi 03粉体，然后将两种合成粉料与其它添加剂 一起混合研 磨、造粒、成型、烧结、电极制备成品。使用此掺杂技术及工艺，容易造 成材料组分偏移，导致产品性能不稳定、生产重复性差、居里点漂移或使 材料不能半导化。
技术实现思路
:本专利技术的目的在于提供一种制备性能稳定、PTC效应较强、耐压水平 较高，生产再现性强的高温无铅PTC材料以及生产工艺。本专利技术是这样实现的一种高温无铅PTC材料，它包括主原料、半导化剂、掺杂剂和烧结助 剂，其特征在于所述的主原料为碳酸钡BaC03、碳酸锶SrC03、碳酸钙CaCO" 碳酸钠^20)3、氧化铋81203和二氧化钛1102;半导化剂为氧化铌NbA、氧 化钇丫203、氧化镧La"3、氧化锑Sb203和氧化钽Ta20s中的至少两种，所述的 半导化剂的添加量占材料总量的摩尔百分比为O. 05 ~ 5. 0%mol;所述的主 原料各种成分和半导化剂的摩尔配比为(Bax SrY Caz)卜加(Bi1/2Na1/2) Jin03+ aE1;其中X:O. 5-1.0; Y=0. 10~ 0. 20; Z=0. 05 ~ 0. 10; m=0. 05 ~ 0. 20; n=l. 0 ~ 1. 10; a=0. 0005 ~ 0. 050; E,为半导化剂；所述的掺杂剂为氧化锰Mn02,添加量占材料总量的O. 10 ~ 0. 20°/。mol; 所述的烧结助剂包括氧化铝A1A、氧化硅Si02和添加剂，所述的添加剂包 括氧化镁MgO、氮化硅Si孔、氮化硼BN和氧化铜CuO中的至少一种，添加量 占材料总量的摩尔百分比为5 ~ 10°/。mol，所述的烧结助剂和添加剂在总材 料中的配比量为(Bax SrY Caz) ^ (Bi1/2Na1/2) Jin03+ aE" bE2+ cE3。其中X4.5 1.0; Y=0. 10 ~ 0. 20; Z=0. 05 ~ 0. 10; m=0. 05 ~ 0. 20; n=l. 0 ~ 1. 10; a=0. 0005 ~ 0.050; b=0. 0010 ~ 0. 0020; c=0. 05 — 0.10; EA半导化剂，E2为掺杂剂，E3为烧结助剂。所述的半导化剂为氧化铌NbA、氧化钇YA、氧化镧1^203、氧化锑SW)3和氧化钽Ta205中的至少两种，添加量占材料总量的摩尔百分比为 0. 05~5. 0%mol,其中具体每个成分所占的摩尔百分比为Nb205: 0. 01 ~ 0. 10°/。mol, Y203: 0. 15 ~ 0. 25°/。mol, La203: 0. 05 ~ 0, 15%mol, Sb203: 0.1 0 ~ 0. 20%mol, Ta205: 0. 10 ~ 0. 20°/。mol。所述的烧结助剂包括氧化铝Al20"氧化硅Si02和添加剂，所述的添加 剂包括氧化镁MgO、氮化硅ShN,、氮化硼(BN)和氧化铜CuO中的至少一种， 添加量占材料总量的摩尔百分比为5 ~ 10%mo 1,其中具体每个成分所占的 摩尔百分比为A1203: 2. 5 ~5. 0%mol， Si02: 2. 5 ~ 4. 5%mol, MgO: 0. 20~ 0. 30%mol， Si3N4: 0. 10 ~ 0. 20°/。mol， BN: 0. 10 ~ 0. 20%mol ， CuO: 0. 10~ 0. 20%nol。所述的主原料为碳酸钡BaC03、碳酸锶SrC03、碳酸钓CaC03、碳酸钠 Na2C03、氧化铋Bi203和二氧化钛Ti02;半导化剂为氧化铌NbA、氧化钇丫203; 掺杂剂为氧化锰Mn02,烧结助剂为氧化铝Al203和氧化硅Si02,烧结助剂的 添加剂为氧化镁MgO;所述的各成分的摩尔配比为(Bax SrY Caz)卜m (Bi1/2Na1/2) Jin03+aE!+bE2+cE"其中X-O, 82; Y=0. 10; Z=0. 08; m=0. 10; n=1.08; E!为半导化剂仰205加入量0. 0005mol, 丫203加入量0. 0020mol; E2 为掺杂剂MnO2加入量为0. 0010mol; E3—烧结助剂:八1203加入量为0. 05mol; SiO2加入量0. 04mol; MgO加入量O. 0020mol。本专利技术的工艺步骤如下首先准备所需原材料，主原料为碳酸钡BaC03、碳酸锶SrCO"碳酸4丐 CaC03、碳酸钠Na2C03、氧化铋8〖203、 二氧化钬Ti02;半导化元素为三价或 五价的稀土^L量元素，且必须用两种或两种以上的半导化剂共同添加，所选择使用的半导化剂为氧化铌NbA、氧化钇丫203、氧化镧1^203、氧化锑Sb203、 氧化钽TaA中的至少两种，添加量占材料总量的O. 05~5. 0%mol,具体各 种成分的摩尔百分比为歸5: 0. 01 ~ 0. 10%mol, Y203: 0. 15 ~ 0. 25%mol, La203: 0. 05 ~ 0. 15%mol, Sb203: 0. 10 ~ 0. 20%mol, Ta205: 0. 10 ~ 0. 20%mol;选择所需要的掺杂剂，所述的掺杂剂为氧化锰Mn02,添加量占材料总量 的O. 10 ~ 0. 20%mol;选择烧结助剂，烧结助剂包括氧化铝A1A、氧化硅Si02,并添加微 量的氧化4美MgO、氮化硅Si孔、氮化硼BN和氧化铜CuO中的至少一种， 其添加量占材料总量5 10。/。mo1,具体各种成分的摩尔百分比为A1203: 2. 5~5. 0%mol， Si02: 2. 5 ~ 4. 5%nol, MgO: 0. 20 ~ 0. 30%mol ， Si3N4: 0. 10~ 0. 20%mol， BN: 0. 10 ~ 0. 20%mol， CuO: 0, 10 ~ 0. 20%mol;首先进行第一次配料一次配料组成(BaxSrYCaz)"Biu2Nam)Ji力3+aE"其中X:0.5 1.0; Y=0. 10~0. 20; Z=0. 05~0.10; m=0. 05~0. 20; n=l, 0-1.10; a=0. 0005 ~ 0.050; E!—半导化剂；采用BaC03、 SrC本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高温无铅ＰＴＣ材料，它包括主原料、半导化剂、掺杂剂和烧结助剂，其特征在于所述的主原料为碳酸钡ＢａＣＯ↓［３］、碳酸锶ＳｒＣＯ↓［３］、碳酸钙ＣａＣＯ↓［３］、碳酸钠Ｎａ↓［２］ＣＯ↓［３］、氧化铋Ｂｉ↓［２］Ｏ↓［３］和二氧化钛ＴｉＯ↓［２］；半导化剂为氧化铌Ｎｂ↓［２］Ｏ↓［５］、氧化钇Ｙ↓［２］Ｏ↓［３］、氧化镧Ｌａ↓［２］Ｏ↓［３］、氧化锑Ｓｂ↓［２］Ｏ↓［３］和氧化钽Ｔａ↓［２］Ｏ↓［５］中的至少两种，所述的半导化剂的添加量占材料总量的摩尔百分比为０．０５～５．０％ｍｏｌ；所述的主原料各种成分和半导化剂的摩尔配比为： （Ｂａ↓［Ｘ］ Ｓｒ↓［Ｙ］ Ｃａ↓［Ｚ］）↓［１－ｍ］（Ｂｉ↓［１／２］Ｎａ↓［１／２］）↓［ｍ］Ｔｉ↓［ｎ］Ｏ↓［３］＋ａＥ１；其中Ｘ＝０．５～１．０；Ｙ＝０．１０～０．２０ ；Ｚ＝０．０５～０．１０；ｍ＝０．０５～０．２０；ｎ＝１．０～１．１０；ａ＝０．０００５～０．０５０；Ｅ１为半导化剂； 所述的掺杂剂为氧化锰ＭｎＯ↓［２］，添加量占材料总量的０．１０～０．２０％ｍｏｌ；所述的烧结助剂包括氧化铝Ａｌ↓［ ２］Ｏ↓［３］、氧化硅ＳｉＯ↓［２］和添加剂，所述的添加剂包括氧化镁ＭｇＯ、氮化硅Ｓｉ↓［３］Ｎ↓［４］、氮化硼ＢＮ和氧化铜ＣｕＯ中的至少一种，添加量占材料总量的摩尔百分比为５～１０％ｍｏｌ，所述的烧结助剂和添加剂在总材料中的配比量为： （Ｂａ↓［Ｘ］ Ｓｒ↓［Ｙ］ Ｃａ↓［Ｚ］）↓［１－ｍ］（Ｂｉ↓［１／２］Ｎａ↓［１／２］）↓［ｍ］Ｔｉ↓［ｎ］Ｏ↓［３］＋ａＥ↓［１］＋ｂＥ↓［２］＋ｃＥ↓［３］。其中Ｘ＝０．５～１．０；Ｙ＝０．１０～０．２０；Ｚ＝０．０５～０．１０ ；ｍ＝０．０５～０．２０；ｎ＝１．０～１．１０；ａ＝０．０００５～０．０５０；ｂ＝０．００１０～０．００２０；ｃ＝０．０５～０．１０； Ｅ↓［１］为半导化剂，Ｅ↓［２］为掺杂剂，Ｅ↓［３］为烧结助剂。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郜长福，
申请(专利权)人：郜长福，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]
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